3.1  遗传信息是如何传递的（一）

　　蛋白质是生命体的重要物质。在它的合成过程中，要接收来自DNA的遗传信息。但DNA是细胞核内的物质，而蛋白质却在细胞质中，DNA这样的生物大分子是不可随意穿越核膜进入细胞质的。细胞核内的遗传密码又是如何被带入到细胞质去的呢？1957年，克里克首次提出了蛋白质合成的“中心法则”，即遗传信息的走向是由DNA传递给RNA（核糖核酸），再由RNA传递给蛋白质。第二年，他又提出：RNA在把氨基酸携带到肽链进行生物合成的过程中，可能存在一种“受体”。根据这一设想，科学家们很快就在实验中发现这种“受体”是一种转运RNA（tRNA）。

　　1961年，法国分子生物学家莫诺（1910～1976）与法国生物化学家雅各布（1920～）合作提出了“信使核糖核酸”（mRNA）的概念，mRNA的作用是从DNA长链上转录所需要的遗传密码片段，成为合成蛋白质的模版。他们的设想也很快得到了证实。由于这一成果，莫诺与雅格布于1965年获得诺贝尔生理学或医学奖。

　　遗传信息为什么不直接把氨基酸运送到细胞中的DNA那里去合成蛋白质呢？科学家们认为，细胞中的DNA是生物传宗接代的根本，是遗传信息的“原件”，是一张宝贵的“绝密图纸”，千万不能遗失。所以，它只能锁在细胞核中，只允许复印和抄录，不允许带出。此外，细胞核内空间狭小，合成工程不宜在此进行。

　　DNA在执行指挥生产蛋白质时，它的双链首先拆开，以其中一条链为模板合成mRNA，这个合成的过程是按照碱基互补原则进行的。转录后的mRNA带有合成蛋白质的全部信息，然后离开细胞核，与细胞质中的小颗粒结合在一起的，这个小颗粒叫“核糖体”。细胞里的蛋白质都是在这个小颗粒里合成的，因此可以说，核糖体是细胞中合成蛋白质的“车间”。

　　要把mRNA翻译成蛋白质，还需要一个“译员”，它也必须认识mRNA上的文字——遗传密码，以及蛋白质的文字——氨基酸。这个“译员”就是转运RNA（tRNA），它的工作就是领着特定的氨基酸，来到核糖体那里与mRNA“对号入座”，一个一个的氨基酸被不断地加长，直到完成整条肽链的合成。RNA合成蛋白质的效率是惊人的，有的每分钟可以连接1500个氨基酸。

　　转录翻译

　　DNA  ——> RNA ——> 蛋白质

　　DNA上的遗传信息先转录成mRNA，在rRNA和tRNA的参与下，将信息再翻译成蛋白质。这就是遗传学中的“中心法则”。

　　一份原件（DNA），一张蓝图（从DNA长链上转录的遗传密码片段），一个信使（mRNA），一个车间（rRNA），一个译员和搬运工（tRNA），一条多肽链，当然还有做辅助工作的酶，这就是一个蛋白质合

　　3.2  遗传信息是如何传递的（二）

　　克里克在提出“中心法则”时曾指出，信息是沿DNA－RNA－蛋白质的方向流动的，信息绝不能从蛋白质回到DNA。

　　接下来科学家们发现，信息从DNA到RNA的流动也能够被逆转，这一现象发生在一组被称为逆转录病毒的病毒中。与艾滋病相关的人体免疫缺陷病毒（HIV）就是一种逆转录病毒。病毒不能独立存在，必须侵入到宿主细胞中，并接管它的细胞机器，这样才能表达自己的基因。逆转录病毒的遗传物质是一条单链RNA。在宿主细胞中，为了复制，它先把自己的以RNA为基础的基因复制成一条DNA链（这是正常转录的逆过程，正常转录是从DNA中得到一份RNA拷贝）。在这一过程中形成了一条RNA-DNA双链，然后RNA链分解，DNA再形成双链。这时，病毒基因同宿主细胞的基因是同一种形式，这使宿主细胞毫不知情地接受了它们，将它们与自己的基因同等看待。

　　病毒用于催化上述从RNA到DNA的三个步骤的酶叫逆转录酶，它是1970年由美国病毒学家特明（1934～1994）和巴尔的摩（1938～）各自独立发现的。这一发现揭示了生物遗传中存在着由RNA形成DNA的过程，发展和完善了“中心法则”。